《金屬粒子聚合體的Fano共振精確調控和增強拉曼散射性能》是依託華中科技大學，由錢立華擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：金屬粒子聚合體的Fano共振精確調控和增強拉曼散射性能
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：錢立華
- 依託單位：華中科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
分子的增強拉曼散射(ERS)與金屬表面的近場場強密切相關，調節和提高近場場強是製備高活性與高穩定性ERS基底的核心。本項目擬採用電子束刻蝕製備金或銀粒子聚合體，通過調節粒子數目、尺寸、間隙和對稱性等參數來控制中心粒子與環繞粒子的表面等離激元共振模的雜化，並促進雜化後輻射共振模與非輻射共振模之間的近場干涉，從而實現Fano共振。再原位改變金屬粒子聚合體所處液體介質的折射率來精確調節Fano共振峰位並伴隨近場場強的變化，同時測量ERS性能。旨在揭示反映近場場強的ERS活性與反映遠場場強的Fano共振峰位之間的定量關聯，並評價通過Fano共振提高金屬粒子表面的近場場強而帶來的ERS增強效果。本項目研究將有利於促進強耦合粒子體系在高靈敏、高穩定分子探測方面的廣泛套用，也為設計高對比度顯示器件、高信噪比納米光電器件提供一種新思路。
結題摘要
金屬納米粒子的幾何參數是影響其電學性能、光學性能、催化性能的關鍵因素之一，其在新能源、成像技術、精密感測器等方面有非常廣泛的套用前景。本項目主要就納米粒子聚合體的間隙調控方法，近場耦合對增強拉曼光譜的貢獻，以及提升催化性能等進行了細緻的實驗研究。取得結果如下：（1）發明了一種組裝單層納米顆粒的技術，在受限區域內控制液滴的動態接觸角，可以在微米尺度下控制溶劑的揮發體積和對流體積，從而觸發單層納米粒子的自組裝。並且從液體表面張力的基本原理出發，計算了實驗參數與接觸角的定量關係，澄清了受限區域內的組裝機理。（2）通過原位測量納米粒子聚合體的電學性能，在原子尺度上調節和監測間隙的變化。發現電學性能的變化可以用隧穿效應和滲流理論來描述。由於可以在亞納米尺度下調控間隙，有望套用於加速度計、可穿戴設備，觸摸顯示屏，高精度柔性器件、高靈敏度感測器等。（3）研究了多孔金屬殼層的增強拉曼光譜性能，發現催化性能提高80-120倍。其歸因於表面等離激元的電場促進了分子極化。總之，項目進展良好並且取得一些有價值的研究成果和重要進展。成果的形式通過論文發表，專利，人才培養的形式得以體現。項目執行期間，發表SCI論文16篇，其中10篇屬於中科院JCR期刊1區。已經授權1項專利。培養博士後2名，研究生6名，其中2名獲博士學位，4名獲碩士學位。其中4人獲碩士國家獎學金，1人獲博士國家獎學金。
